Исследование кинетики деформаций массива горных пород с использованием метода конечно-дискретных элементов

Существующие способы определения предельных, или критических, параметров деформаций массивов горных пород зачастую не позволяют выполнять прогнозирование на основе маркшейдерских наблюдений разрушений на ранних стадиях деформационного процесса. Более раннее и точное прогнозирование разрушений позволит снизить стоимость и улучшить безопасность проведения противодеформационных мероприятий, поэтому разработка новых способов определения предельных параметров деформаций представляет большой практический и научный интерес.

С развитием вычислительной техники стало возможным широкое применение численных методов механики дискретной среды для решения прикладных задач геомеханики. Сегодня продолжается развитие методов механики дискретной среды, предлагаются новые методы и совершенствуются существующие. Например, разработка метода конечно-дискретных элементов приходится на начало 2000-х годов, а его активное развитие продолжается по сегодняшний день. Метод конечно-дискретных элементов обладает определенными преимуществами по сравнению с различными численными методами механики дискретных сред.

Для моделирования длительного деформирования массива горных пород должно учитываться изменение свойств пород во времени. Разработка моделей со снижением прочности горных пород со временем для методов дискретных и отдельных элементов в середине 2000-х годов показала применимость численных методов механики дискретной среды для моделирования процессов длительного деформирования массивов горных пород.

Перечисленное выше определяет актуальность разработки способа расчета предельных кинетических параметров длительных деформационных процессов с использованием метода конечно-дискретных элементов.

Объектом исследований являются деформации массивов горных пород.

Предмет исследований – кинетические параметры и механизм длительного деформирования массивов горных пород.

Целью работы является исследование кинетики деформаций массива горных пород с использованием метода конечно-дискретных элементов для повышения эффективности маркшейдерских наблюдений.

Идея работы заключается в использовании закономерностей длительного разрушения горных пород и современных численных методов механики.<...>